Принципиальная схема тепловой электростанции

Электричество для человечества является наиболее удобным (квалифицированным) видом энергии, поэтому рост выработки электроэнергии в развитых странах мира опережает рост потребления топливно-энергетических ресурсов.

Не случайно восстановление народного хозяйства после Великой Октябрьской социалистической революции началось с плана электрификации - ГОЭЛРО. В России, как и в большинстве стран мира, основное количество электроэнергии вырабатывается на тепловых электрических станциях, сжигающих органическое топливо [5]. На большинстве станций используется паротурбинный цикл (рис. 5.1).

Рис. 5.1. Принципиальная схема паротурбинной электростанции

Топливо сжигается в топке парового котла (ПК), для чего в нее подается необходимый для горения воздух. Продукты сгорания, отдавая теплоту в котле на нагревание воды, парообразование и перегрев пара, охлаждаются и выбрасываются в атмосферу.Парпоступает в паровую турбину Т, действует на лопатки, укрепленные на роторе, заставляет вращаться сам ротор и находящийся на одном с ним валу электрогенератор ЭГ, вырабатывающий электрическую энергию. Отработавший пар поступает в конденсатор К, где конденсируется, отдавая теплоту охлаждающей воде. Насос Н служит для повышения давления конденсата и подачи его в паровой котел.

Современные паротурбинные электростанции имеют КПД до 40 %, максимум - до 47 %. На рис. 5.1 в кружочках показаны потери теплоты в котле (- 10 %), в конденсаторе (- 55 %) и доля теплоты топлива, превращенной в электроэнергию (+ 35 %).

Развитие паротурбинных электростанций идет по линии увеличения единичной мощности турбин, которая достигает в настоящее время 1,2 ГВт (примерно такую мощность должны были иметь все 20 тепловых электростанций, построенных по плану ГОЭЛРО). Эта тенденция вызвана не стремлением к рекордам, а чисто экономическими причинами: чем крупнее турбина, тем дешевле вырабатываемая ею электроэнергия. Предел этого роста ограничен мощностью энергосистемы, на которую работает турбина. Ее отключение (в частности аварийное) не должно отрицательно сказаться на электроснабжении подключенных к системе потребителей.

Таким образом, тепловая электростанция – это электростанция, вырабатывающая электрическую энергию за счет преобразования химической энергии топлива в механическую энергию вращения вала электрогенератора.

Электростанции бывают следующих типов:

Котлотурбинные электростанции:

- Конденсационные электростанции (КЭС, исторически получили название ГРЭС — государственная районная электростанция);

- Теплоэлектроцентрали (ТЭЦ, теплофикационные электростанции).

Газотурбинные электростанции:

- электростанции на базе парогазовых установок;

- электростанции на основе поршневых двигателей;

- электростанции комбинированного цикла.